JPS5865995A - Compressor - Google Patents

Compressor

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JPS5865995A
JPS5865995A JP16244881A JP16244881A JPS5865995A JP S5865995 A JPS5865995 A JP S5865995A JP 16244881 A JP16244881 A JP 16244881A JP 16244881 A JP16244881 A JP 16244881A JP S5865995 A JPS5865995 A JP S5865995A
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JP
Japan
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suction
compressor
nozzle
vane
area
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Pending
Application number
JP16244881A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Maruyama
照雄 丸山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5865995A publication Critical patent/JPS5865995A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure pertinent capacity control characteristics in conformity with the running properties of engine vehicles, by setting up two flow passages different in the position of each nozzle opening leading to a vane chamber, while making effective areas of these flow passages selectable at will, in a rotary compressor. CONSTITUTION:As made known when having an eye to a vane chamber 26a shown in illustration, the influx route of refrigerant into the vane chamber 26a varies, as in illustrations (a) thru (e), with a vane traveling angle theta, during suction stroke. In case of small cars being subject to high duty frequency at low- speed running and especially required to meet low-power consumption, it will do merely in the following way that a spacer 52 which is large in the opening area of a nozzle 54 and relatively small in the opening area of a nozzle 53 is selected. Also in case of large and heavy-duty cars equipped with a large capacity compressor and required to meet energy-saving effects, it is only enough to select the spacer 52 being smaller in the opening area of the nozzle 54 than that of the nozzle 53.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータリー圧縮機を用いたエアコン2 /・
−− システムにおける冷凍能力の制御に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention provides an air conditioner 2 using a rotary compressor.
-- Concerns the control of refrigeration capacity in the system.

本発明の説明に先立ち、捷ず、スライディングベーン式
のカークーラー用ロータリー圧縮機について説明する。
Before explaining the present invention, a sliding vane type rotary compressor for a car cooler will be explained.

一般のスライディングベーン式の圧縮機は、第1図に示
す様に、内部に円筒空間を有するシリンダ1と、この両
側面に固定され、シリンダ1の内部空間である羽根室2
をその側面において密閉する側板(第1図では図示せず
)と、前記シリンダ1内に偏芯して配置されるロータ3
と、とのロータ3に設けた溝4に摺動可能に係合された
ベーン5より構成される。6は側板に形成された吸入孔
、7はシリンダ1に形成された吐出孔である。ベーン5
は、ロータ3の回転に伴い、遠心力によって外側に飛出
し、その先端面がシリンダ1の内壁面を摺動しつつ、圧
縮機のガスの漏洩防止を計っている。
As shown in Fig. 1, a general sliding vane type compressor consists of a cylinder 1 having a cylindrical space inside, and a blade chamber 2 fixed to both sides of the cylinder and serving as an internal space of the cylinder 1.
a side plate (not shown in FIG. 1) that seals the cylinder 1 on its side, and a rotor 3 eccentrically arranged within the cylinder 1.
The vane 5 is slidably engaged with a groove 4 provided in the rotor 3 of and. 6 is a suction hole formed in the side plate, and 7 is a discharge hole formed in the cylinder 1. vane 5
As the rotor 3 rotates, it flies outward due to centrifugal force, and its tip surface slides on the inner wall surface of the cylinder 1, thereby preventing gas from leaking from the compressor.

この様なスライディングベーン式のロータリー圧縮機は
構成が複雑で、部品点数の多いレシプロあり、近年、カ
ークーラー用の圧縮機に適用されるようになった。しか
し、このロータリ一式はレシプロ式と比べて次の様な問
題点があった。
Such a sliding vane type rotary compressor has a complicated structure and is a reciprocating compressor with a large number of parts, and has recently been applied to compressors for car coolers. However, this rotary set had the following problems compared to the reciprocating type.

すなわち、カークーラーの場合、エンジンの駆動力は、
ベルトを介してクラッチのプーリーに伝達され、圧縮機
の回転軸を駆動する。したがって、スライディングベー
ン式の圧縮機を用いた場合、その冷凍能力は車のエンジ
ンの回転数に比例してほぼ直線的に上昇していく。
In other words, in the case of a car cooler, the driving force of the engine is
It is transmitted to the clutch pulley via the belt and drives the rotating shaft of the compressor. Therefore, when a sliding vane compressor is used, its refrigerating capacity increases almost linearly in proportion to the number of revolutions of the car engine.

一方、従来から用いられているレシプロ式のコンプレツ
サを用いた場合は、吸入弁の追従性が高速回転時におい
ては悪くなり、圧縮ガスを十分にシリンダ内に吸入出来
ず、その結果、冷凍能力は高速時においては飽和してし
捷う。つ捷り、レシプロ式では、高速走行時においては
冷凍能力の抑制作用が自動的に働くのに対してロータリ
一式ではその作用がなく、圧縮仕事の増大によって効率
を低下させ、あるいは過冷却(冷え過ぎ)の状態になる
。ロータリー圧縮機の前述した問題点を解消させる方法
として、ロータリー圧縮機の吸入孔6に通ずる流通路に
流通路の開口面積が変化する制御□□バルブを構成し、
高速回転時に開口面積を絞ることにより、その吸入損失
を利用して能力側(財)を行う方法が従来から提案され
ている。但し、この場合、上記制御パルプを別途附加せ
ねばならず、構成が複邦、化し、コスト高となる問題点
があった。
On the other hand, when using a conventionally used reciprocating type compressor, the followability of the suction valve becomes poor at high speed rotation, and the compressed gas cannot be sufficiently sucked into the cylinder, resulting in a decrease in refrigeration capacity. At high speeds, it becomes saturated and shuffles. With the shunting and reciprocating type, the effect of suppressing the refrigerating capacity automatically works when running at high speed, but with the rotary set, this effect does not work, and the efficiency decreases due to increased compression work, or overcooling (cooling) occurs. (too much). As a method for solving the above-mentioned problems of the rotary compressor, a control valve that changes the opening area of the flow path is configured in the flow path leading to the suction hole 6 of the rotary compressor,
Conventionally, a method has been proposed in which the opening area is narrowed during high-speed rotation and the suction loss is utilized to increase the capacity. However, in this case, the above-mentioned control pulp must be added separately, resulting in a problem that the structure becomes different and the cost increases.

ロータリー圧縮機の高速時の能力過多を解消する他の方
法として、流体クラッチ、遊星歯車等を用いて回転数を
一定以上は増速させない構造が従来から提案されている
As another method for solving the problem of excessive capacity of a rotary compressor at high speeds, a structure has been proposed that uses a fluid clutch, a planetary gear, etc. to prevent the rotation speed from increasing above a certain level.

しかし、例えば、前者は相対移動面の摩擦発熱に」:る
エネルギーロスが大きく、後者は部品点数の多い遊星歯
車機構を附加することにより寸法形状も大型となり、省
エネルギー化の動向によって増々シンプル化、コンパク
ト化が要求されている昨今において、実用化は難しい。
However, for example, the former has a large energy loss due to frictional heat generated by the relative moving surfaces, and the latter has a large size and shape due to the addition of a planetary gear mechanism with many parts. Nowadays, there is a demand for compactness, but it is difficult to put it into practical use.

カークーラー用冷凍サイクルのa−タリー化にともなう
前述した問題を解消するだめに、本発明者らは、ロータ
リー圧縮機を用いた場合の羽根室6 が−“ 圧力の過渡現象の詳細な検討結果により、ロータリー圧
縮機の場合でも、その吸入孔面積、吐出量。
In order to solve the above-mentioned problems associated with the a-tally conversion of the refrigeration cycle for car coolers, the present inventors have determined that the impeller chamber 6 when a rotary compressor is used is the result of a detailed study of pressure transient phenomena. Even in the case of a rotary compressor, its suction hole area and discharge volume.

羽根枚数等のパラメータを適切に選択1組合せることに
より、従来のレシプロ式同様に、高速回転時における冷
凍能力の自己抑制作用が効果的に働くことを見い出して
おり、既に特願昭55−134048号で出願中である
By appropriately selecting and combining parameters such as the number of blades, we have discovered that, like the conventional reciprocating system, the self-suppressing effect of the refrigerating capacity during high-speed rotation works effectively. The application is currently being filed under No.

さらに、本発明者らは1体積効率のみならず、消費動力
までを考慮した圧縮機の総合特性に関する考察結果から
、吸入有効面積の変化を多段構成とし、前半と後半の有
効面積を適切に設定することにより、低速回転において
、駆動トルクの低減が計れ、高速回転においても、十分
な能力制御効果が得られることを見いだしており、その
構成について、特願昭56−62875号で出願してい
る。
Furthermore, based on the results of consideration regarding the overall characteristics of the compressor, which takes into account not only the volumetric efficiency but also the power consumption, the inventors created a multi-stage configuration for changing the effective suction area, and set the effective area in the first half and the second half appropriately. It has been discovered that by doing so, it is possible to reduce the driving torque at low speed rotations, and to obtain a sufficient capacity control effect even at high speed rotations. .

本発明は、円周方向でシリンダ内の開口位置の異なる少
なくとも2つの流通路を形成し、かつ、この2つの流通
路の有効面積が任意に選択出来る。
In the present invention, at least two flow passages are formed with different opening positions in the cylinder in the circumferential direction, and the effective areas of these two flow passages can be arbitrarily selected.

例えばスペーサを前記流通路に装着することにより、エ
ンジン車両の特性に合わせた適切な能力側6 、、 両特性あるいはトルク特性を有する圧縮機を簡易に得る
ことが出来る様にしたもので、既に提案した特願昭56
−62875号にかかる発明を圧縮機の性能面から改良
したものである。
For example, by attaching a spacer to the flow path, it is possible to easily obtain a compressor with appropriate performance characteristics or torque characteristics according to the characteristics of the engine vehicle, which has already been proposed. Special request made in 1982
This invention is an improvement on the invention according to No. 62875 from the aspect of compressor performance.

以下、実施例として、2ベーンタイプのスライディング
ベーンコンプレソサに本発明を適用した場合について説
明する。
Hereinafter, as an example, a case will be described in which the present invention is applied to a two-vane type sliding vane compressor.

以下、本発明を次の順序で説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in the following order.

印 2ベ一ン圧縮機を実施例とする本発明の説明m本発
明の基本となる能力制御の原理の説明[TIl]補足説
明 吸入有効面積の測定方法まず、〔I〕の場合につい
て以下説明する。
Explanation of the present invention using a two-vein compressor as an example m Explanation of the principle of capacity control that is the basis of the present invention [TIl] Supplementary explanation Method for measuring the effective suction area First, the case of [I] will be explained below. do.

第2図は、本発明の一実施例を示す圧縮機の正面断面図
、第3図は側面図である。
FIG. 2 is a front sectional view of a compressor showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view.

11はシリンダ、12は低圧側羽根室、13は高圧側羽
根室、14はベーン、15はベーンの摺動溝、16はロ
ータ、19は吐出孔、200はヘッドカバー、202は
吸入配管継手である。
11 is a cylinder, 12 is a low pressure side blade chamber, 13 is a high pressure side blade chamber, 14 is a vane, 15 is a sliding groove of the vane, 16 is a rotor, 19 is a discharge hole, 200 is a head cover, and 202 is a suction pipe joint. .

50はシリンダ11に形成された吸入孔A、61は吸入
孔B、52はスペーサ、53はスペーサ52スペーサ5
2をンIJンダ11に取付るためのボルト、66はへラ
ドカバー200の内部に形成された四部、57はへラド
カバー200をシリンダ11に取付るためのボルト、5
8はシリンダ11の内面に、鋳型加工の際に形成された
鋳抜き穴である。
50 is a suction hole A formed in the cylinder 11, 61 is a suction hole B, 52 is a spacer, 53 is a spacer 52 and a spacer 5.
Bolts 66 are formed inside the helad cover 200, 57 are bolts for attaching the helad cover 200 to the cylinder 11, 5
Reference numeral 8 denotes a cast hole formed in the inner surface of the cylinder 11 during mold processing.

第3図において、2oは側板であるフロントハネル、2
1はリアーパネル、22は回転軸、23はリアーケース
、24は回転軸22に固着する側のクラッチのディスク
、25はプーリーである。
In Fig. 3, 2o is a front panel which is a side plate;
1 is a rear panel, 22 is a rotating shaft, 23 is a rear case, 24 is a disk of the clutch fixed to the rotating shaft 22, and 25 is a pulley.

本発明の圧縮機ではへラドカバー200のみを取りはず
した状態で、圧縮機を糾み立て終了後、あるいは、組立
後でも圧縮機を解体することなく、任、tの吸入孔面積
(ノズルA63.ノズルBe5aの面積)を有するスペ
ーサ52を装着、脱着できる。
With the compressor of the present invention, even after removing only the spatula cover 200, the suction hole area of 1, t (nozzle A63. A spacer 52 having an area of Be5a) can be attached and detached.

本発明では、上記スペーサ52の選択によって、スペー
サ52以外が同一の構成である圧縮機を用いても、エン
ジン、車両の多様々特性にマツチングした能力制御特性
を有する圧縮機を簡易がっ任意に構成出来る点が特徴で
ある。
In the present invention, by selecting the spacer 52, even if compressors having the same configuration except for the spacer 52 are used, a compressor having capacity control characteristics that matches various engine and vehicle characteristics can be easily and arbitrarily created. The feature is that it can be configured.

さて、実゛施例における圧縮機は下記の条件で構成され
たものである。
Now, the compressor in the embodiment is constructed under the following conditions.

表1 表1における角度=01.θ2.θ6を次の様に定義す
る。
Table 1 Angle in Table 1 = 01. θ2. θ6 is defined as follows.

すなわち、第4図において、26−aは羽根室A。That is, in FIG. 4, 26-a is the blade chamber A.

97−−二 26−bは羽根室B、27はシリンダ11のトップ部、
28−aはべ一7A、28−bはベーンB 、 29は
吸入孔Aaoの端部である。
97--2 26-b is the blade chamber B, 27 is the top part of the cylinder 11,
28-a is the bee 7A, 28-b is the vane B, and 29 is the end of the suction hole Aao.

ロータ16の回転中心を中心とし、シリンダのトップ部
27に、ベーン先端が通過する位置をθ−〇とし、前記
θ=○を原点として、ベーン先端の任意の位置における
角度をθとする。羽根室A26−aに着目すれば、吸入
行程中、ベーン走行角度:θによって、羽根室A26−
aへの冷媒の流入径路は、第4図イ〜ホのごとく変化す
る。また、吸入孔A50.吸入孔B51の共通の入口か
らみた羽根室A26−aの流入径路の有効面積:aの実
施例の一例を、第5図に示す。
The position where the tip of the vane passes through the top portion 27 of the cylinder with the center of rotation of the rotor 16 as the center is θ-0, and the angle at any position of the tip of the vane is θ with the θ=◯ as the origin. Focusing on the blade chamber A26-a, during the suction stroke, depending on the vane running angle: θ, the blade chamber A26-a
The inflow path of the refrigerant to a changes as shown in FIG. 4 A to E. In addition, suction hole A50. FIG. 5 shows an example of the effective area of the inflow path of the blade chamber A26-a as seen from the common inlet of the suction hole B51: a.

第4図の図イ〜ホにおいて、図イはベーンA28−aが
トップ部27を通過した直後であり、吸入行程が開始さ
れた直後の状態を示している。
In Figures I to E of Fig. 4, Figure I shows the state immediately after the vane A28-a passes the top portion 27, and immediately after the suction stroke has started.

回目は、ベーンA28−aが吸入孔B61と吸入孔At
5oの間を通過している状態を示し、このとき羽根室A
26−aには、吸入孔B51のみから冷媒が供給される
The second time, the vane A28-a connects the suction hole B61 and the suction hole At.
5o, and at this time the blade chamber A
Refrigerant is supplied to 26-a only from the suction hole B51.

561 このときの有効面積は、ノズルB54によって決捷り、
実施例の一つである吸入有効面積のパターンA(第5図
)を用いた場合では、a=a2−0.185cdlであ
る。
561 The effective area at this time is decided by the nozzle B54,
In the case of using the suction effective area pattern A (FIG. 5), which is one of the embodiments, a=a2-0.185 cdl.

第4図ハは、ベーンA25aが吸入孔A6oを通過し、
ベーンB28−bが吸入孔B51の手前の状態にある場
合を示す。
FIG. 4C shows that the vane A25a passes through the suction hole A6o,
A case is shown in which the vane B28-b is in a state in front of the suction hole B51.

このとき羽根室A26−aには、吸入孔A50と吸入孔
B51の両方から冷媒が供給される。
At this time, refrigerant is supplied to the blade chamber A26-a from both the suction hole A50 and the suction hole B51.

パターンA’(y:用1nだ実施例では、ノズルA33
(7)有効面積: a=a 1=0,416clであり
、それゆえ、ノズルA53とノズルB51の両方から冷
媒が供給された場合、全体の有効面積: a ”” a
 1+ a 2−〇、6crlである。
Pattern A' (y: 1n) In the example, nozzle A33
(7) Effective area: a = a 1 = 0,416 cl, therefore, if refrigerant is supplied from both nozzle A53 and nozzle B51, the total effective area: a ”” a
1+a 2-〇, 6crl.

第4図二は、べ〜ンB28−bが吸入孔B51と吸入孔
A6oの中間にある状態を示す。
FIG. 42 shows a state in which the vane B28-b is located between the suction hole B51 and the suction hole A6o.

このとき、羽根室A 26− aには、吸入孔Aeso
のみから冷媒が供給され、吸入孔B61がらの供給は、
ベーンB28−bKよって遮断される。
At this time, the blade chamber A26-a has a suction hole Aeso
The refrigerant is supplied from only the suction hole B61, and the refrigerant is supplied from the suction hole B61.
It is blocked by vanes B28-bK.

上記区間における有効面積は、ノズルAt53のみ11
 ・ − によって決定され、a=a、 =0.4150Jである
The effective area in the above section is 11 only for the nozzle At53.
- determined by a=a, =0.4150J.

図ホは、羽根室A2e−aの吸入行程が終了した直後の
状態を示し、ベーンB28−bの先端部は、吸入孔端部
29の位置にある。この時点で、ベーンA28a とベ
ーンB25bで仕切られる羽根室の容積が最大となる様
に、上記吸入孔A30i形成した。
Figure E shows the state immediately after the suction stroke of the vane chamber A2e-a is completed, and the tip of the vane B28-b is located at the suction hole end 29. At this point, the suction hole A30i was formed so that the volume of the blade chamber partitioned by the vane A28a and the vane B25b was maximized.

さて、本発明からなる圧縮機では例えば、スペーサ62
f:吸入流通路に設けることにより、エンジン、車両の
特性に合わせた任意の特性を有する圧縮機を、同一の圧
縮機を用いて、簡易に得ることが出来る。
Now, in the compressor according to the present invention, for example, the spacer 62
f: By providing it in the suction flow path, a compressor having arbitrary characteristics matching the characteristics of the engine and vehicle can be easily obtained using the same compressor.

選択出来る圧縮機の特性は、能力制御効果だけではなく
、トルク(消費動力)特性も考慮出来る点が特徴である
The characteristic of the compressor that can be selected is that not only the capacity control effect but also the torque (power consumption) characteristics can be considered.

例えば、低速運転での使用頻度が多く、特に低消費動力
が要求される小型車の場合は、ノズルB54の開口面積
が大きく、かつ、適切な範囲で比較的ノズルA53の開
口面積の小さなスペーサ62を選択すればよい。
For example, in the case of a small car that is frequently used in low-speed operation and requires particularly low power consumption, the spacer 62 with a large opening area of the nozzle B54 and a relatively small opening area of the nozzle A53 within an appropriate range may be used. Just choose.

あるいは、容量の大きな圧縮機を塔載した大型車で、高
速回転で大きな省エネ効果が要求される場合は、高速回
転で十分な能力制御効果が得られる程よく、ノズルB5
4はノズルA53よりも、開口面積が小さく形成された
スペーサ52を選定すればよい。
Alternatively, if the vehicle is a large vehicle equipped with a large-capacity compressor and a large energy-saving effect is required at high speed rotation, the nozzle B5 is suitable for obtaining sufficient capacity control effect at high speed rotation.
4, the spacer 52 formed with a smaller opening area than the nozzle A53 may be selected.

後述する様に、吸入有効面積が吸入行程中一定に近い程
、高速における冷凍能力の抑制効果は大きい。ノズルA
63とノズルB54の有効面積の選択によって、なぜ圧
縮機の能力制御特性、トルク特性が変化するかという理
由については、[Ir’]で詳細に説明する。
As will be described later, the closer the effective suction area is to a constant value during the suction stroke, the greater the effect of suppressing the refrigerating capacity at high speeds. Nozzle A
The reason why the capacity control characteristics and torque characteristics of the compressor change depending on the selection of the effective area of the nozzle B 63 and the nozzle B 54 will be explained in detail in [Ir'].

第6図は、本発明の他の実施例を示すもので、150は
ロータ、151はベーン、152はヘッドカバー、15
3はシリンダ、164は吸入孔A。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which 150 is a rotor, 151 is a vane, 152 is a head cover, and 15
3 is a cylinder, and 164 is a suction hole A.

165は吸入孔B 、 156はスペーサA、157は
スペーサAに形成されたノズルA、158はスペーサA
に形成されたネジ部、169はスペーサB 、 1 s
oはノズルB、161はネジ部である。
165 is suction hole B, 156 is spacer A, 157 is nozzle A formed in spacer A, and 158 is spacer A.
169 is a spacer B, 1 s.
o is a nozzle B, and 161 is a threaded portion.

上記実施例では、第2図で示した実施例と異なり134
−−一 ノズルA156 、ノズルB160’z形成するだめの
スペーサを別個に設けており、かつ、上記両スペーサ1
56,159はネジ部でもって、シリンダ163に設け
られる。
In the above embodiment, unlike the embodiment shown in FIG.
--Separate spacers are provided for forming nozzle A156 and nozzle B160'z, and both spacers 1
56 and 159 are provided in the cylinder 163 with threaded portions.

〔旧以下、本発明の基本となる吸入多段構成による能力
制御について説明する。
[Old] Capacity control using a multi-stage suction configuration, which is the basis of the present invention, will be explained below.

羽根室圧力の過渡特性は、次の様なエネルギ一方程式に
よって記述出来る。
The transient characteristics of the blade chamber pressure can be described by the following energy equation.

上記1式において、G:冷媒の重量流量、■a=羽根室
容積 A e仕事の熱当量、CP:定圧比熱、TA:供
給側冷媒温度、に:比熱比、R:気体定数、C■:定積
比熱、Pa:羽根室圧力、Q:熱量、γa=羽根室冷媒
の比重量、Ta:羽根室冷媒の温度である。まだ、以下
2式〜4式において、a:吸入孔有効面積、q:重力加
速度、γA:供給側冷媒の比重量、PS:供給側冷媒圧
力である。
In the above equation, G: weight flow rate of refrigerant, ■ a = blade chamber volume, A e heat equivalent of work, CP: specific heat at constant pressure, TA: supply side refrigerant temperature, N: specific heat ratio, R: gas constant, C ■: Specific heat at constant volume, Pa: pressure in the blade chamber, Q: amount of heat, γa = specific weight of the refrigerant in the blade chamber, Ta: temperature of the refrigerant in the blade chamber. In the following equations 2 to 4, a: effective area of the suction hole, q: gravitational acceleration, γA: specific weight of the refrigerant on the supply side, and PS: pressure of the refrigerant on the supply side.

1式において、左辺第1項は吸入孔を通過して単位時間
に羽根室にもちこまれる冷媒の熱エネル14、− ギー、第二項は冷媒圧力が単位時間に外部に対してなす
仕事、第三項は外壁を通して外部から単位時間に流入す
る熱エネルギーを示し、右辺は系の内部エネルギーの単
位時間の増加を示す。冷媒が理想気体の法則に従うもの
とし、捷だ圧縮機の吸入行程は急速であるために、断熱
変化とすれば、Q 1、 =P a /RT a 、 iT= Oから次式
の様になる。
In Equation 1, the first term on the left side is the thermal energy of the refrigerant that passes through the suction hole and is brought into the blade chamber per unit time, and the second term is the work done by the refrigerant pressure on the outside per unit time. The third term represents the thermal energy that flows in from the outside through the outer wall per unit time, and the right side represents the increase in the internal energy of the system per unit time. Assuming that the refrigerant follows the ideal gas law, and since the suction stroke of the shredded compressor is rapid, it changes adiabatically. From Q 1, = P a /RT a, iT = O, the following equation is obtained. .

吸入孔を通過する冷媒の重量流量はノズルの理論が適用
出来 したがって、3式、4式を連立させて解くことにより、
羽根室圧カニPaの過渡特性が得られる。
The nozzle theory can be applied to the weight flow rate of the refrigerant passing through the suction hole, so by solving equations 3 and 4 simultaneously,
The transient characteristics of the blade chamber pressure Pa can be obtained.

して 0〈θ〈πのとき、Va(θ)=■(θ)π〈θ〈θS
のとき、Va(θ)=■(θ)−V(π−θ)5式 上記:ΔV(θ)は、ベーンがロータ中心に対して偏芯
されて配置されていることによる補正項であるが、通常
1〜2%のオーダーである。
When 0〈θ〈π, Va(θ)=■(θ)π〈θ〈θS
When, Va (θ) = ■ (θ) - V (π - θ) Formula 5 Above: ΔV (θ) is a correction term due to the fact that the vane is eccentrically arranged with respect to the rotor center. is usually on the order of 1-2%.

さて、吸入行程における吸入有効面積のパターンを、第
7図イルへ及び表2のごとくモデル化して解析を行う。
Now, the pattern of the effective suction area during the suction stroke is modeled and analyzed as shown in Figure 7 and Table 2.

実際の有効面積は、第5図のごとく、複雑な変化を示し
、第7図の様々単調なパターンと異なるが、本解析の目
的は、吸入行程における前半と後半の有効面積の大小と
、圧縮機の各特性の相函関係を把握するために行うもの
である。
The actual effective area shows complex changes as shown in Figure 5, and differs from the monotonous pattern shown in Figure 7, but the purpose of this analysis is to determine the size of the effective area in the first and second half of the suction stroke, and the compression This is done to understand the correlation between each characteristic of the machine.

表2 第8図は、3式〜5式及び表19表2ハ0表3の条件を
用いて、t =O、P=P sの初期条件のもとに、回
転数をパラメータとして、第7図の吸入有効面積ハの場
合の羽根室圧力の過渡特性を求めたものである。また、
カークーラー用冷凍サイクルの冷媒は通常R12を用い
るため、に−1,13゜R=668Ay・cnVloK
 #、 γA=16.8X10−6#/en  。
Table 2 Figure 8 shows the rotation speed as a parameter under the initial conditions of t = O, P = P s, using the conditions of Equations 3 to 5 and Table 19, Table 2, C0, and Table 3. The transient characteristics of the blade chamber pressure in the case of effective suction area C in Figure 7 are obtained. Also,
The refrigerant in the car cooler refrigeration cycle usually uses R12, so -1,13°R=668Ay・cnVloK
#, γA=16.8X10-6#/en.

T A” 283°にとして解析を行った。The analysis was conducted with the angle TA” set at 283°.

第8図において、低速回転時Cω−100Or pm)
では、吸入行程の終了するθ−2700付近で、既に羽
根室圧カニPaは、供給圧: Pa−3,1sA1r/
cJabs177・− に到達しており、吸入行程終了時における羽根室圧力の
損失は生しない。回転数が高くなると、羽根室の容積変
化に冷媒の供給が追いつかず、吸入行程終了時(θ−2
7o0)における圧力損失は増大していく。例えば、ω
=5000rpmでは、供給圧:PSに対する圧力損失
:ΔP=1.30@/lri であり、吸込冷媒総重量
の低下をもたらすだめ、大幅に冷凍能力が低下すること
になる。
In Figure 8, at low speed rotation Cω-100 Or pm)
Then, around θ-2700 when the suction stroke ends, the blade chamber pressure Pa has already reached the supply pressure: Pa-3, 1sA1r/
cJabs177.- has been reached, and there is no loss of blade chamber pressure at the end of the suction stroke. When the rotation speed increases, the refrigerant supply cannot keep up with the change in the volume of the blade chamber, and at the end of the suction stroke (θ-2
7o0) increases. For example, ω
= 5000 rpm, the pressure loss with respect to the supply pressure: PS is ΔP = 1.30@/lri, which results in a decrease in the total weight of suction refrigerant, resulting in a significant decrease in refrigerating capacity.

吸入有効面積が第7図への場合及び吸入有効面積が第7
図イの場合を、それぞれ第9図、第10図に示す。
When the effective suction area is as shown in Figure 7 and when the effective suction area is as shown in Figure 7.
The case of Figure A is shown in Figures 9 and 10, respectively.

さて、吸入行程終了時における羽根室圧力をPa=Pa
、s  としたとき、圧力降下率:ηpを次の上記圧力
降下率は、吸入行程終了時において、羽根室内に充填さ
れる冷媒総重量の降下率に概略等しいと考えてよい。
Now, the blade chamber pressure at the end of the suction stroke is Pa=Pa
, s, then the pressure drop rate: ηp can be considered to be approximately equal to the drop rate of the total weight of refrigerant filled into the blade chamber at the end of the suction stroke.

第11図は、吸入有効面積がそれぞれ異なる場合(第7
図のイ〜へ)の回転数に対する上記圧力降下率:ηpの
特性を示すグラフである。
Figure 11 shows the case where the effective suction area is different (7th
It is a graph which shows the characteristic of the said pressure drop rate: (eta)p with respect to the rotation speed of (a)-(a) of a figure.

すなわち、 ■ 低速:ω= 200Or p mにおいて、吸入有
効面積イ〜へを有する圧縮機の圧力降下率はほぼ一致す
る。
That is, (1) At low speed: ω = 200 Or p m, the pressure drop rates of the compressors having effective suction areas I to I are almost the same.

■ 高速:ω= 500Or pm  において、吸入
有効面積が吸入行程中一定であるイの圧縮機は、圧力降
下率が最も大きい。
■ At high speed: ω = 500 Or pm, the compressor (a) whose effective suction area is constant during the suction stroke has the largest pressure drop rate.

■ 吸入有効面積がハである表1の実施例においては、
上記イにほぼ準じた特性を有しまた、吸入有効面積かへ
の圧縮機においては、能力制御の効果であるηpは、か
なり小さかった。
■ In the example of Table 1 where the effective suction area is C,
In a compressor with almost the same characteristics as A above, and with a suction effective area, ηp, which is the effect of capacity control, was quite small.

197、−−一 第12図は、吐出ポート有効面積をa−0,21c++
1として、吸入有効面積がそれぞれ異なる場合(第7図
のイ〜へ)の回転数に対する駆動トルクの特性を示すも
のである。
197, --- Figure 12 shows the effective area of the discharge port as a-0, 21c++
1 shows the characteristics of the driving torque with respect to the rotational speed when the effective suction areas are different (A to A in FIG. 7).

さて、能力側(財)が施こされた場合、圧縮機の駆動ト
ルクの内分けを示すと、次の様になる。
Now, when the capacity side (goods) is applied, the internal division of the drive torque of the compressor is as follows.

■ 吸入行程における損失 ■ 圧縮行程における圧縮動力 ■ 過圧縮圧力による損失 上記■〜■について、モデル図である第13図及び第1
4図を用いて説明する。
■Loss in the suction stroke■Compression power in the compression stroke■Loss due to overcompression pressure Regarding the above ■~■, see the model diagrams in Figure 13 and
This will be explained using Figure 4.

第13図において、abedで描かれる曲線:N1は圧
縮機の標準的な リドロープ吸入圧縮行程を示す。
In FIG. 13, the curve drawn by abed: N1 indicates the standard redrop suction compression stroke of the compressor.

丑だ、ab’efgdで描かれる曲線:N2が、能カ制
向を施こした場合であり、吸入有効面積が吸入行程中一
定の、例えば、第7図イの有効面積を有する場合のPv
線図である。
Curve drawn by ab'efgd: N2 is the case when capacity control is applied, and the effective suction area is constant during the suction stroke, for example, Pv when it has the effective area shown in Figure 7 A.
It is a line diagram.

能力側(財)が施こされた場合、圧縮行程開始点におけ
る羽根室圧カニPaは、回転数が高い程低下する。
When the capacity side (goods) is applied, the blade chamber pressure Pa at the start point of the compression stroke decreases as the rotation speed increases.

能力制御が施こされない場合、圧縮行程開始点;Va=
47cc (あるいは、吸入行程終了点)における羽根
室圧カニPaは、回転数によらず過圧縮圧力を示す。
When capacity control is not performed, the compression stroke start point; Va=
The blade chamber pressure Pa at 47cc (or the end point of the suction stroke) indicates overcompression pressure regardless of the rotation speed.

第14図の曲線:N3が、吸入有効面積が2段構成であ
る第7図の口〜へに相当するPV線図である。
The curve N3 in FIG. 14 is a PV diagram corresponding to the opening to the end of FIG. 7 in which the effective suction area has a two-stage configuration.

面積:81が吸入行程における損失動力1面積:82が
能力側脚効果による圧縮動力の低下分1面積:83が過
圧縮動力の損失分である。
Area: 81 is the loss of power during the suction stroke. Area: 82 is the reduction in compression power due to the capacity side leg effect. Area: 83 is the loss of overcompression power.

吸入有効面積が吸入行程中一定の場合(第7図イ)羽根
室圧カニPaは羽根室体積:vaが小さなうちから降下
を始めるだめ、その損失動カニ81は大きい。一方、吸
入有効面積が吸入行程の前半では大きく、後半で小さく
なる場合(例えば第7図ハ)前半においては、羽根室圧
カニPaの降下が小さいため、全体として、吸入損失:
S、は前者と比べて小さくなる。
When the effective suction area is constant during the suction stroke (FIG. 7A), the blade chamber pressure pressure Pa must start to drop while the blade chamber volume: va is small, and the loss dynamic pressure crab 81 is large. On the other hand, when the effective suction area is large in the first half of the suction stroke and becomes small in the second half (for example, Fig. 7C), the drop in the blade chamber pressure Pa is small in the first half, so the suction loss as a whole is:
S is smaller than the former.

第15図、第16図に、各回転数に対する上記21ベー
ニ・ イ〜への吸入損失、及び過圧縮損失の内分けを示す。吸
入有効面積の吸入行程中の変化が小さい程、吸入損失は
大きく、逆に過圧縮損失は大きくなることが分かる。
Figures 15 and 16 show the breakdown of the suction loss and overcompression loss to the 21 Beni I~ for each rotational speed. It can be seen that the smaller the change in the effective suction area during the suction stroke, the greater the suction loss, and conversely the greater the overcompression loss.

以上の解析結果から、吸入行程前半と後半の有効面積の
大きさを適切に設定することにより、圧縮機及びこの圧
縮機を塔載した車両にとって最も好丑しい特性が選択出
来ることが分かった。
From the above analysis results, it has been found that by appropriately setting the size of the effective area in the first and second half of the suction stroke, the most favorable characteristics can be selected for the compressor and the vehicle equipped with this compressor.

本圧縮機はこの点に着目したもので、スペーサが設けら
れた吸入流通路を、少なく共2ケ所以上形成し、圧縮機
の他の部分を解体することなく、吸入有効面積を任意に
選択出来る様にしたものである。
This compressor focuses on this point, and by forming at least two suction flow passages with spacers, the effective suction area can be arbitrarily selected without disassembling other parts of the compressor. It was made in a similar manner.

[110さて、本発明における吸入有効面積とは、下記
の様なものである。
[110 Now, the effective area for inhalation in the present invention is as follows.

エバポレータ出口から、圧縮機の羽根室に至るまでの流
体経路の中で、その断面積が最小となる個所があれば、
その断面積に縮流係数:C=0.7〜0.9を乗じた値
から、吸入有効面積:aの概略値が把握出来る。但し、
厳密にはJIS B832022、− 等で用いられる方法に準じて下記の様な実験から得られ
る値を吸入有効面積:aと定義する。
If there is a point in the fluid path from the evaporator outlet to the compressor blade chamber where its cross-sectional area is the smallest,
From the value obtained by multiplying the cross-sectional area by the contraction coefficient: C=0.7 to 0.9, the approximate value of the effective suction area: a can be determined. however,
Strictly speaking, the effective suction area: a is defined as the value obtained from the following experiment according to the method used in JIS B832022, etc.

第17図は、その実験方法の一例を示すもので、100
は圧縮機、IQlは車輛に実装する際にエバポレータか
ら圧縮機の吸入孔に連結するパイン−102は高圧空気
供給用パイプ、103は上記両パイプ101,102を
連結するだめのハウジング、104は熱伝対、105は
流量計、106は圧力計、107は圧力調整弁、108
は高圧のエアー源である。
Figure 17 shows an example of the experimental method.
is a compressor, IQl is a high-pressure air supply pipe connected from the evaporator to the intake hole of the compressor when installed in a vehicle, Pine-102 is a pipe for supplying high-pressure air, 103 is a housing for connecting both pipes 101 and 102, and 104 is a heat pipe. 105 is a flow meter, 106 is a pressure gauge, 107 is a pressure regulating valve, 108
is a high pressure air source.

第17図の一点鎖線:Nで包壕れる部分が、本発明の対
称となる圧縮機に相当するものである。
The part surrounded by the dot-dash line N in FIG. 17 corresponds to the compressor to which the present invention is applied.

但し、上記実験装置において、エバポレータ内部に流体
抵抗として無視出来ない絞り部分があれば、それに相当
する絞りを、上記パイプ1o1に付加する必要がある。
However, in the above experimental apparatus, if there is a constriction part inside the evaporator that cannot be ignored as fluid resistance, it is necessary to add a constriction corresponding to the constriction part to the pipe 1o1.

さて、例えば、第3図で示す様な構造の圧縮機の吸入有
効面積:aを測定する場合は、クラッチのディスク及び
プーリー24.25をとりはずし、フロントパネル2o
をシリンダ11がらとりはず23 、。
Now, for example, when measuring the effective suction area a of a compressor with a structure as shown in Fig. 3, remove the clutch disc and pulleys 24 and 25, and
The cylinder 11 should be removed 23,.

した状態で、実験を行なえばよい。You can perform the experiment in this state.

高圧空気源の圧力をP1帆々Jabs、大気圧をp 2
=1. o3H7crrl a b s、空気の比熱比
:に1−1.4、比重量:γ、重力加速度” q=98
0m/5ea2 として」二記条件下で得られる重量流
量をG1 とすれば下記の様に吸入有効面積:aが得ら
れる。
The pressure of the high pressure air source is P1 and the atmospheric pressure is P2.
=1. o3H7crrl a b s, specific heat ratio of air: 1-1.4, specific weight: γ, gravitational acceleration” q=98
If the weight flow rate obtained under the two conditions is G1, then the effective suction area: a can be obtained as shown below.

24式 但し、0.528〈P2/P1〈○。9の範囲になる様
に高圧:Plを設定する。
24 formula However, 0.528〈P2/P1〈○. Set the high pressure: Pl so that it falls within the range of 9.

以上、少なくとも2つの吸入流通路を有し、かつ前記流
通路の有効面積を任意に選択出来る様に構成された本発
明により、エンジン、車両の特性に合わせた適切なトル
ク特性、能力別(財)特性を有する圧縮機を簡易に得る
ことが出来、その効果は極めて大きい。
As described above, according to the present invention, which has at least two intake flow passages and is configured such that the effective area of the flow passage can be arbitrarily selected, it is possible to obtain appropriate torque characteristics according to the characteristics of the engine and vehicle. ) can be easily obtained, and its effects are extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一般のスライディングベーン型ロータリー圧縮
機の正面断面図、第2図は本発明の一実施例であるロー
タリー圧縮機の正面断面図、第3図は同圧縮機の側面断
面図、第4図1イ)〜体2は、吸入行程における各ベー
ンと各吸入孔の位置関係を示す図、第5図は、本圧縮機
の吸入有効面積の2つのパターンを示す図、第6図は本
発明の他の実施例の断面図、第7図はモデル化された吸
入有効面積を示す図、第8図〜第10図は吸入行程にお
ける圧力変化を示す図、第11図は圧力降下率を示すグ
ラフ、第12図はトルク特性を示すグラス第13図、第
14図はPV線図、第15図は吸入損失を示すグラフ、
第16図は過圧縮損失を示す11−・1・・シリンダ、
12・優・・・・羽根室、14・・・・・・ベーン 1
6・・・・・・ロータ、19・ψ・・・・吐出孔、21
.22・・・・・・側板、50.51 ・・・・・・吸
入孔、52・・・・・・開口面積可変部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名@1
図 第2図 第4図 (8ン @4図 第6図 第7図 へ−シた行用浅03 (d牛 第11図 狂0 中天 数 /At  (Jprr+)第12図 回郭軟^Oprn) 第14図 羽脹室容搾直cc 第15図
Fig. 1 is a front sectional view of a general sliding vane type rotary compressor, Fig. 2 is a front sectional view of a rotary compressor that is an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a side sectional view of the same compressor. Figure 4 shows the positional relationship between each vane and each suction hole during the suction stroke, Figure 5 shows two patterns of the effective suction area of this compressor, and Figure 6 shows the A sectional view of another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the modeled effective suction area, FIGS. 8 to 10 are diagrams showing pressure changes in the suction stroke, and FIG. 11 is a pressure drop rate. 12 is a graph showing torque characteristics, 13 is a graph showing torque characteristics, 14 is a PV diagram, 15 is a graph showing suction loss,
Figure 16 shows overcompression loss for 11-, 1... cylinder,
12・Excellent...Blade chamber, 14...Vane 1
6...Rotor, 19, ψ...Discharge hole, 21
.. 22...Side plate, 50.51...Suction hole, 52...Opening area variable part. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person @1
Figure 2 Figure 4 (8 @ 4 Figure 6 Figure 7 - Shita line shallow 03 (d Cow Figure 11 Crazy 0 Middle heaven number /At (Jprr+) Figure 12 Circulation soft ^ (Oprn) Fig. 14. Wing chamber volume direct cc Fig. 15

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ベーンが摺動可能に設けられたロータと、このロータ及
びベーンを収納するシリンダと、前記シリンダの両側面
に固定され、前記ベーン、前記ロータ、前記シリンダで
形成される羽根室の空間をその側面において密閉する側
板と、前記羽根室と外部を連絡する流通路である吸入孔
及び吐出孔より構成され、吸入行程における前記羽根室
圧力が、冷媒の供給源圧力よりも降下する吸入損を利用
して高速1駆動時の冷凍能力の抑制を行う圧縮機におい
て、前記吸入孔から前記羽根室に至る少なくとも2つの
、円周方向で前記シリンダ内の開口位置の異なる流通路
と、冷凍能力特性調節のため、−1 吸入流通路に設けられた開口面積可変部より構成される
圧縮機。
[Scope of Claims] A rotor on which vanes are slidably provided, a cylinder that accommodates the rotor and the vanes, and blades fixed to both sides of the cylinder and formed by the vanes, the rotor, and the cylinder. It is composed of a side plate that seals the space of the chamber on its side, and a suction hole and a discharge hole that are flow passages that communicate the blade chamber with the outside, and the blade chamber pressure in the suction stroke is lower than the refrigerant supply source pressure. In a compressor that suppresses refrigeration capacity during high-speed 1 operation by utilizing suction loss caused by -1 A compressor comprising a variable opening area section provided in the suction flow path for adjusting the refrigerating capacity characteristics.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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